JP3920831B2 - 塗布膜除去装置及び塗布膜除去方法 - Google Patents

Description

塗布膜が形成された角形基板の縁部の不要な塗布膜の除去を実施する塗布膜除去装置及び塗布膜除去方法に関する。

半導体デバイスの製造プロセスにおいて、露光マスクを形成する場合、角形のマスク基板にレジスト液を塗布し、フォトマスクを用いてそのレジスト膜を露光し、更に現像することによって所望のレジストパターンを作製することが行われている。マスク基板上へのレジスト液の塗布はスピンコーティングにより行われるが、表面張力の影響などで基板周縁部におけるレジスト液の盛り上がりを避けることが出来ない。このため、現像時に周縁部のレジスト膜が完全には除去されずに残存することになり、その後の基板の搬送工程中にその残存したレジストが剥がれ、パーティクルの原因となる。

そこで、基板表面にレジスト液などを塗布した後、基板のパターン形成領域の外側の縁部の不要な塗布膜を除去する処理が行われている。このような手法としては、角形基板をチャックにより保持するとともに洗浄ブロックを備えたアーム部を基板の縁部に沿って往復移動させてアーム部内から供給される溶剤によりレジスト液膜を除去したり（特許文献１）、塗布膜形成装置に対して基板を搬入出する搬送アームを用い、この搬送アームにより基板を保持し、溶剤供給部を備えた塗布膜除去部に沿って数回基板を往復移動させたりしてレジスト液膜の除去を行ったり（特許文献２）する方法が知られている。

特開平１０−２５６０６９号公報 特開平１１−７６９０８号公報

特許文献１の発明ではアーム部を往復移動させ、アーム部内に設けられている溶剤供給管や、ここから供給された溶剤及び塗布膜の溶解物を吸引排気する排気管などにより基板縁部の塗布膜の除去を実施している。

基板縁部に供給された溶剤を速やかに吸引して基板内部への侵食を防止するときに、スループットを確保するためにアーム部を速い速度で移動させながら溶剤を吸引するためには、排気量を大きくする必要があり、排気管の径を太くすることが好ましい。また、アーム部内には溶剤供給管やパージガス供給管、排気管など複数の管やケーブルが複雑に設けられており、かつ、多くの配管やケーブルを這い回しているため、排気管の径を太くするとアーム部に多くなテンションがかかる。またこのようなアーム部を駆動させるには駆動部も力の大きいものが必要となる。また、前述した各管やケーブルなどをアーム部の移動に適応する長さのものを取り付けなければならず、これらの管やケーブルを這い回す空間も必要となっていた。

一方、アーム部の移動に伴い、排気管が湾曲するが、アーム部の位置によっては湾曲の度合いが変化するために、排気管の湾曲度合いに対応して排気量が変動して排気が不安定となり、安定した状態で塗布膜の除去を行うことが困難となっていた。

また、塗布膜を除去するためには、基板の縁部を塗布膜除去部の間に介在させた状態で複数回往復させなければならないが、特許文献２の発明のように、塗布膜形成装置に対して基板を搬入出する搬送アームにより基板を移動させる手法では、その間搬送アームを専有してしまうことから本来の基板の搬送動作が中断してしまい、高いスループットが得られないという問題がある。

更にまた、上述の課題に加えて次のような問題がある。即ちアーム部には１個の溶剤ノズル部を設けるよりも進行方向に沿って複数の溶剤ノズル部、例えば第１の溶剤ノズル部と第２の溶剤ノズル部とを設けることが好ましいとされている。例えば、第１の溶剤ノズル部と第２の溶剤ノズル部とを設けた場合、前方側の溶剤ノズル部が主として塗布膜を溶解する役割を果たし、後方側の溶剤ノズル部が主として溶解物を吹き飛ばすという役割を果たすこととなる。一方、塗布膜を除去するためにはアーム部を基板の縁部に沿って複数回往復させなければならないことから、スループットを稼ぐためにはアーム部のスキャン速度はあまり遅くできない。このため第１の溶剤ノズル部と、第２の溶剤ノズル部との離間間隔が狭すぎると、溶解が不十分なうちに溶解物が吹き飛ばされようとするので、洗浄効果が小さくなり、結果としてアーム部のスキャン回数を多くしなければならない。このため両者の離間間隔をある値以上に設定している。

ところで、最近において図１４に示すように基板の縁部における塗布膜の除去幅を一部の領域、ここでは領域Ａにおいて通常の幅よりも広い幅とすること、つまり塗布膜の除去領域が一部において基板の内側に食い込ませる要請が出てきている。しかしながら、食い込み部分領域Ａの長さが第１の溶剤ノズル部と第２の溶剤ノズル部との間隔の２倍よりも短いとその領域については塗布膜を除去することが出来ない。

本発明は、以上の問題に鑑みなされるもので、その目的は、基板縁部の不要な塗布膜を除去する処理を安定して行うことが出来る塗布膜除去装置及びその除去方法を提供することにある。また、他の目的は基板縁部の塗布膜除去領域について自由度の高い塗布膜除去装置及び塗布膜除去方法を提供することを目的とする。

塗布膜が形成された角型の基板の縁部に溶剤を吹き付けて当該縁部の不要な塗布膜を除去する塗布膜除去装置において、
前記基板を水平に保持する基板保持部と、
この基板保持部に保持された基板における互いに対向する両辺を挟圧して基板の向きを合わせる位置合わせ機構と、
前記基板保持部及び位置合わせ機構を、当該位置合わせ機構により挟圧されている両辺以外の他の辺が伸びる方向に移動させる移動機構と、
この移動機構によって基板が移動するときに、その位置が固定された状態で前記他の辺の縁部に溶剤を供給すると共にその溶剤及び溶解物を吸引して排出する塗布膜除去手段と、を備えたことを特徴としている。

また、位置合わせ機構は、前記基板の両辺に沿ってかつ当該両辺に近接して夫々一辺が位置すると共に前記基板の他の辺の延長線上に他の辺が位置し、当該基板と同じ高さ位置に設けられた助走ステージを備えるようにしてもよい。このようにすれば、溶剤の供給及び吸引の状態を変えることなく基板の辺部から角部に亘って塗布膜の除去動作が行われるので、基板の角部における塗布膜除去面の直進性が良くなり、またミストの発生も抑えられる。また、塗布膜除去装置には塗布膜除去手段を基板に対して進退させる進退機構を更に備え、塗布膜除去手段は、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部と、これら第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部の離間間隔を調整する間隔調整機構と、を備えるようにしてもよい。このようにすれば、基板の塗布膜の除去面の形状（カット形状）を大きな自由度で設定できる。

塗布膜除去手段は、第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部に夫々対応して設けられると共にこれら溶剤ノズル部に連動して互いの離間間隔が夫々調整される第１の吸引排出路及び第２の吸引排出路と、を備えるようにしてもよい。このようにすれば、除去した塗布膜を確実に吸引排出することが出来るようになる。また、塗布膜除去手段を基板に対して進退させる進退機構を更に備え、塗布膜除去手段は、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部と、第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部への溶剤の供給、停止を夫々行うための第１のバルブ及び第２のバルブと、これら第１のバルブ及び第２のバルブを独立して開閉するための制御部と、を備えるようにしてもよい。この場合においても、基板の塗布膜の除去面の形状（カット形状）を大きな自由度で設定できる。

また、別の発明では、塗布膜が形成された角型の基板の縁部に溶剤を吹き付けて当該縁部の不要な塗布膜を除去する塗布膜除去方法において、
前記基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
次いでこの基板保持部に保持された基板における互いに対向する両辺を位置合わせ機構により挟圧して基板の向きを合わせる工程と、
その後前記基板保持部及び位置合わせ機構を、当該位置合わせ機構により挟圧されている両辺以外の他の辺が伸びる方向に移動させる工程と、
この移動工程時に、その位置が固定された溶剤ノズル部から前記他の辺の縁部に溶剤を供給すると共にその溶剤及び溶解物を吸引して排出する工程と、を備えたことを特徴としている。

塗布膜除去装置が固定されて、基板を移動させることで、除去装置内に設けられている配管の状態が常に一定となり、これにより基板縁部の塗布膜の安定した除去を行うことが出来る。また、配管に大きなテンションがかからないし、除去装置が固定されているために配管を短くできることで、排気管の口径を太くすることが出来、これにより迅速に塗布膜の除去を実施することが出来る。

本発明の塗布膜除去装置が組み込まれた塗布膜形成システムの全体構成についてはじめに簡単に述べておく。図１は塗布膜形成システムの一例を示す平面図であって、図２は、その概略斜視図である。図中Ｂ１は、例えば５枚の角形基板例えば矩形のマスク基板Ｍが収納されたキャリアＣを搬入出するためのキャリアブロックであり、このキャリアブロックＢ１は、前記キャリアＣを載置するキャリア載置部２０と受け渡し手段２１とを備えている。

前記マスク基板Ｍは、例えば露光マスクを形成するためのガラス基板であり、例えば一辺の長さが１５２±０．５ｍｍの正方形であって、厚さが６．３５ｍｍに設定されている。前記受け渡し手段２１は、キャリアＣから基板Ｍを取り出し、取り出した基板ＭをキャリアブロックＢ１の奥側に設けられている処理部Ｂ２へと受け渡すように、左右、前後に移動自在、昇降自在、鉛直軸周りに回動自在に構成されている。

処理部Ｂ２の中央には主搬送手段２２が設けられており、これを取り囲むように例えばキャリアブロックＢ１から奥を見て例えば右側には塗布ユニット２３及び現像ユニット２４、左側には洗浄ユニット２５、手前側、奥側には加熱・冷却系のユニットなどを多段に積み重ねた棚ユニットＵ１、Ｕ２がそれぞれ配置されている。塗布ユニット２３は、基板Ｍにレジスト液を塗布する処理を行うユニット、現像ユニット２４は、露光後の基板Ｍに現像液を液盛りして所定時間そのままの状態にして現像処理を行うユニット、洗浄ユニット２５はレジスト液を塗布する前に基板Ｍを洗浄するためのユニットである。

前記棚ユニットＵ１、Ｕ２は、複数のユニットが積み上げられて構成され、例えば図２に示すように、塗布膜除去装置３や、加熱ユニット２６、冷却ユニット２７の他、基板Ｍの受け渡しユニット２８等が上下に割り当てられている。前記主搬送手段２２は、昇降自在、進退自在及び鉛直軸回りに回動自在に構成され、棚ユニットＵ１、Ｕ２及び塗布ユニット２３、現像ユニット２４並びに洗浄ユニット２５の間で基板Ｍを搬送する役割を持っている。ただし、図２では便宜上受け渡し手段２１及び主搬送手段２２が描いていない。

前記処理部Ｂ２はインターフェイス部Ｂ３を介して露光装置Ｂ４と接続されている。インターフェイス部Ｂ３は受け渡し手段２９を備えており、この受け渡し手段２９は、例えば昇降自在、左右、前後移動自在かつ鉛直軸回りに回動自在に構成され、前記処理ブロックＢ２と露光装置Ｂ４の間で基板Ｍの受け渡しを行うようになっている。

このような塗布膜形成装置における基板Ｍの流れについて述べておくと、まず外部からキャリアＣがキャリア載置部２０に搬入され、受け渡し手段２１によりこのキャリアＣ内から基板Ｍが取り出される。基板Ｍは、受け渡し手段２１から棚ユニットＵ１の受け渡しユニット２８を介して主搬送手段に受け渡され、所定のユニットに順次搬送される。例えば洗浄ユニット２５にて所定の洗浄処理が行われ、熱処理ユニットの一つとして加熱処理が行われた後、冷却ユニット２７にて所定の温度に調整され、塗布ユニット２３にて塗布膜の成分が溶剤に溶解された塗布液であるレジスト液の塗布処理が行われる。

続いて基板Ｍは塗布膜除去装置３にて、基板Ｍの縁部に付着している不要なレジスト膜が除去される。ここで基板Ｍの縁部とは、例えば基板Ｍのパターン形成領域の外側の周縁領域及び基板端面を言う。この後、基板Ｍは、加熱ユニット２６の一つにて、所定温度に加熱されてプリベーク処理が行われた後、冷却ユニット２７の一つにて所定の温度に調整され、次いで主搬送手段２２により棚ユニットＵ２の受け渡しユニット２８を介してインターフェイス部Ｂ３の受け渡し手段２９に受け渡され、この受け渡し手段２９により露光装置Ｂ４に搬送されて、所定の露光処理が行われる。この後基板Ｍは、インターフェイス部Ｂ３を介して処理部Ｂ２に搬送され、加熱ユニット２６の一つにて所定の温度に加熱されて、ポストエクスポージャーベーク処理が行われる。次いで冷却ユニット２７にて所定の温度まで冷却されて温度調整された後、現像ユニット２４にて現像液が液盛りされ、所定の現像処理が行われる。こうして所定の回路パターンが形成された基板Ｍは主搬送手段２２、キャリアブロックＢ１の受け渡し手段２１を介して、例えば元のキャリアＣ内に戻される。

続いて、本発明の塗布膜除去装置３について図３及び作用説明で用いる図１０に基づき説明する。図３は、塗布膜除去装置３の一部を示す分解斜視図であり、図１０（ａ）は塗布膜除去装置３の略側面図であり、図１０（ｂ）は塗布膜除去装置３の略平面図である。塗布膜除去装置３は、前記主搬送手段２２との間で基板Ｍの受け渡しを行って、塗布膜除去装置３内部に搬入出する受け渡しチャック３０と、受け渡しチャック３０により基板Ｍが載置されるチャック（載置台）３１と、チャック３１が固定される本体部３２と、基板Ｍ表面の塗布膜を除去する際に基板Ｍの向きを位置合わせして固定する役割を果たす助走ステージ３３と、塗布膜除去の際に洗浄液である溶剤を基板Ｍに供給し、溶剤及び溶解物を吸引排気する洗浄ユニットであるアーム部４０とから主に構成されている。また、アーム部４０の下方にはアーム部４０を基板Ｍに対して進退可能となるような進退機構４９が設けられている。この進退機構４９を用いる様子については後で詳述する。

受け渡しチャック３０は、平面視十字型でその中央下部には円柱状のシャフト３０ａが設けられており、シャフト３０ａの最下位置には、受け渡しチャック３０を昇降自在、鉛直軸回りに回動自在とする駆動部が設けられている。塗布ユニット２３から搬出された基板Ｍが、塗布膜除去装置３の側方からＹ方向に基板Ｍが搬入される際には、受け渡しチャック３０の上面に基板Ｍが載置された後、受け渡しチャック３０を下降させて基板Ｍをチャック３１上面に受け渡して載置することができるように、受け渡しチャック３０とチャック３１とが平面的に干渉しない構造になっている。また塗布膜除去装置３から基板Ｍが搬出される際には受け渡しチャック３０が上昇してチャック３１に載置されていた基板Ｍを受け取り更に上昇することで、基板Ｍを除去装置から基板Ｍを離脱させて次工程に移ることが出来るようになっている。また受け渡しチャック３０が上昇した際に、受け渡しチャック３０を鉛直軸回りに回動させることで、基板Ｍを回動させて基板Ｍの塗布膜が除去される辺を変えることが出来るようになっている。

また、チャック３１の上部には、それぞれ除去装置内に移送されてきた基板Ｍの底面を支持する支持部３８が設けられている。

本体部３２には、基板Ｍが載置されるチャック３１の他に、後述する助走ステージ３３が設けられているとともに、本体部３２の左右両側には図１０（ａ）に示すように夫々ベルト３４と、ガイド３５とが前後方向に伸びるように設けられている。ベルト３４は本体部３２に固定され、図示しない駆動プーリと従動プーリとにより掛け回されている。モータ３６が駆動することにより駆動プーリが駆動されてベルト３４が動作し、前記ガイド３５に案内されながら基板Ｍを前後方向、すなわちＹ軸方向に移動可能となっている。

助走ステージ３３は、平面視コ字状で板状の１対の部材からなり、互いに前後方向（Ｙ軸方向）に向き合うようにして本体部３２の最上部に備えられている。助走ステージ３３の下面には、図示しない駆動機構が設けられていて、基板Ｍの両側に位置する双方の助走ステージ３３が図３中Ｙ軸方向、即ち基板Ｍの搬入出方向に基板Ｍを挟み込むようにして動作することで、支持部３８により基板Ｍの縁部を支持されつつ、スペーサ３７により基板Ｍが固定できるようになっている。

また、助走ステージ３３の塗布膜除去装置３に対する内方には、基板Ｍをチャック３１上で位置決めし固定するスペーサ（位置決め部材）３７が一つの助走ステージ３３につき左右２箇所ずつ、計４箇所に設けられている。

また、アーム部４０が、図中Ｙ方向奥側、即ち基板Ｍの移動方向に助走ステージ３３とほぼ同等の高さに設けられていて、基板Ｍがアーム部４０の近傍位置に移動してくると、基板縁部の塗布膜の除去を実施するようになっている。

図３では、本体部３２、チャック３１の一部分が省略されており、実際には助走ステージ３３を挟んだ反対側にも図１０（ｂ）の塗布膜除去装置３の平面図に示すように、同様の本体部３２とチャック３１が設けられている。

図４には、チャック３１上に保持されている基板Ｍを助走ステージ３３によりスペーサ３７を介して挟圧して位置決めしている様子を示す図が示されており、図４（ｂ）は、図３の矢印Ａ方向から見た際の様子を示し、図４（ｃ）は、図３の矢印Ｂ方向から見た際の様子を示している。基板Ｍの端面の形状については、上下両面の角を斜めに切り落とした傾斜面（Ｃ面）が形成されており、上下のＣ面の間には垂直面が残される形状となっている。スペーサ３７の断面形状は図４（ｂ）、（ｃ）に示すように内方面が斜めに凹むような形状となっていて、基板Ｍの端面形状とほぼ合致してＣ面のみに接触するようになっている。また、支持部３８の上面はスペーサ３７と同様な角度で傾斜していて、基板Ｍが受け渡しチャック３０からチャック３１上に載置されると、基板Ｍの端部の傾斜面（Ｃ面）を支持部３８により支持するように構成されている。基板Ｍは両側端部の傾斜面を、向かい合うスペーサ３７同士により図３におけるＹ軸方向から挟み込むことで、チャック３１上から若干浮かせた状態で基板Ｍの向きが所定の向きになるように位置合わせされる。このとき基板Ｍと助走ステージ３３との離間距離は０．３〜１．０ｍｍとなる。

次いで、基板Ｍの縁部に溶剤を供給して基板縁部の塗布膜を除去する塗布膜除去手段としてのアーム部４０について図５〜図１０に基づき説明すると、図５は、アーム部４０の正面から見た際の略斜視図、図６は一部が省略された図５のＣ−Ｃ断面図であり、図７は、アーム部４０の背面から見た際の斜視図である。

アーム部４０は、図１０（ｂ）に示すように、基板Ｍの進行方向両側にそれぞれ位置するようになっていて、夫々のアーム部４０は側面視コ字状の基体４１と、塗布膜を溶解する溶剤及び溶解した塗布膜や余剰な溶剤を吹き飛ばすパージガスを供給するノズル部４２と、ノズル部４２から供給される溶剤や除去された塗布膜や溶剤を吸引排気する吸引排出手段としての排気部４３とから構成されている。

基体４１は、上片４１ａ、下片４１ｂ、壁部４１ｃとから構成されており、図９に示すように上片４１ａには後述するノズル部４２が通される基板Ｍの前後方向に伸びる長穴であるノズル穴４５が設けられ、壁部４１ｃのほぼ中央部分には、図６、図７に示すように、後述する排気部４３が接続される略長方形の排気穴４６が形成されている。また、塗布膜除去時には、上片４１ａと下片４１ｂとの間の空間内に基板Ｍが通されて、基板Ｍの向かい合う２辺の縁部の塗布膜の除去を同時に実施するようになっている。

上片４１ａの上部には２個のノズル部４２（４２ａ、４２ｂ）が基板Ｍの進行方向に沿って並べて設けられており、これらノズル部４２ａ、４２ｂがそれぞれ第１の溶剤ノズル部、第２の溶剤ノズル部に相当する。各ノズル部４２ａ、４２ｂは、溶剤が流入される供給管４４と、基板Ｍへの溶剤の供給制御を行う供給制御部、この例ではエアオペレートバルブ４７ａと、サックバックバルブ４７ｂとから主に構成されている。供給管４４の先端部分は下方向に折れ曲がり、ノズル穴４５を通り抜けて基板Ｍを臨むようにして設けられている。各ノズル部４２ａ、４２ｂは、それぞれ移動台１０１、１０２に取り付けられており、これら移動台１０１、１０２は図５の矢印方向、即ち基板Ｍの進行方向に図示しない駆動機構により移動できるようになっており、これによりノズル部４２ａ、４２ｂの相互間隔が５ｍｍから３０ｍｍの範囲で調整できる。この例では、移動台１０１、１０２及び図示しない駆動機構によりノズル部４２ａ、４２ｂの間隔調整機構が搭載される。また、供給管４４及びエアオペレートバルブ４７ａ、サックバックバルブ４７ｂは図示しない固定部材によりノズル部４２に固定されている。なお、第１、第２の溶剤ノズル部としてのノズル部４２ａ、４２ｂには、共に同様な溶剤が供給されるようになっている。

また上片４１ａには、塗布膜を除去する際の排気を促進するとともに基板Ｍの乾燥を促進するためにパージガスを基板Ｍ表面に供給するパージガス供給部としてのパージガス供給管５３が設けられていて、塗布膜を除去する際には、基板Ｍ表面にパージガスとして例えば窒素ガスを供給するようになっている。

溶剤は、図示しない溶剤供給元から常に一定圧力で供給管４４内に流入しており、サックバックバルブ４７ｂの押し出し速度を調節することで基板Ｍへの溶剤の供給量を調節するようになっている。また、ノズル部４２ａ、４２ｂは、図６に示すように下片４１ｃの下方にも例えば固定して設けられていて、基板Ｍの上面において除去された塗布膜が下面側に回り込むことを防止するとともに、基板Ｍの裏面側に付着している塗布膜を除去できるようになっている。

排気部４３は図７に示すように排気穴４６に繋がる互いに横並びに配置された２本の排気管５０（５０ａ、５０ｂ）と、目隠し板５１により構成されている。この例では一方の排気管５０ａ及び他方の排気管５０ｂがそれぞれ第１の排気管及び第２の排気管に相当する。また、排気管５０の上流側には図示しない排気ポンプが設けられていて、アーム部４０内部の排気（溶剤など）を吸引して排気するようになっている。排気管５０は、図示しないガイド機構により基板Ｍの進行方向に沿って移動できるようになっており、例えば、ノズル部４２ａ、４２ｂの各移動台１０１、１０２に図示しない連結部材により連結されていて、ノズル部４２ａ、４２ｂの動作に同期して図７中矢印方向に、すなわち排気穴の長手方向に動作する。

排気管５０における、基体４１との接合部は、排気穴４６の長手方向に向かって伸びる目隠し板５１により接合されていて、排気管５０ａ、５０ｂが左右方向（図中矢印方向）に移動した場合でも、排気穴４６が露出しないようになっている。こうすることによって、排気管５０ａ、５０ｂが排気穴４６から空吸いすること（基体４１の背面側から回り込む空気を吸うこと）を防止し、確実に排気管５０から溶剤を排気することが出来る。なお、本実施の形態では、図中右側の目隠し板５１の上側が目隠し板の厚さ分鍵状に折れ曲がり、排気管５０同士の間隔が狭くなる場合であっても左側の目隠し板５１の一部が、右側の目隠し板５１の内側に収容されるようになるため、排気穴４６との間に隙間を生じないように構成されている。

図８には、排気管５０ａ、５０ｂが図７中矢印方向にノズル部４２ａ、４２ｂとともに移動した際の排気管５０ａ、５０ｂの移動状況について示されており、（ａ）には、双方の排気管５０同士の間隔が最も広い状態であり、（ｂ）は排気管５０同士の間隔が最も狭い状態を示している。このように、排気管５０同士の間隔が広い場合でも狭い場合でも、排気穴４６が露出して排気穴４６から空吸いすることはない。

なお、排気管５０の基体４１との接合部には目隠し板５１により排気が排気穴４６から外部へ漏出しないようになっていたが、ノズル部４２にも、図９に示すように供給管４４の周囲にノズル穴４５の長手方向に伸びる目隠し部材５２を設けてノズル部４２が移動することにより生じる隙間（ノズル穴４５）を目隠し部材５２により隠すようにしても良い。

次いで、本実施の形態における基板縁部の塗布膜の除去方法について、図１０〜図１２に基づき説明する。なお、各図の（ａ）は塗布膜除去装置３の略側面図であり、（ｂ）は塗布膜除去装置３の略平面図である。

まず図１０は、塗布膜除去装置３内に基板Ｍが受け渡されている様子を示す図であり、塗布膜除去装置３の上方に受け渡しチャック３０が位置するようになっている状態で、基板Ｍが塗布ユニット２３から塗布膜除去装置３まで記述の主搬送手段２２により搬送され、受け渡しチャック３０上に基板Ｍが載置される。

図１１は、塗布膜除去装置３内に基板Ｍが受け渡された後の様子を示す図であり、受け渡しチャック３０上に基板Ｍが載置されると、受け渡しチャック３０を駆動部３０ｂを動作させることにより下降させて、チャック３１の支持部材３８上に基板Ｍを受け渡し、載置する。受け渡しチャック３０は基板Ｍをチャック３１上に載置した後に塗布膜除去装置３の動作に支障のない位置まで更に下降する。

図１２は、基板縁部の塗布膜を除去する様子を示す図であり、チャック３１上に基板Ｍが載置されると、一方の助走ステージ３３が図示しないエアシリンダにより基板Ｍを他方の助走ステージ３３側に押し出すように動き、双方の助走ステージ３３のスペーサ３７により基板Ｍの端部の既述の傾斜面が押圧されて、これにより基板Ｍが助走ステージ３３により挟圧される。このため基板Ｍの向きが予定としている向き、即ち基板Ｍの進行方向と基板Ｍの左右両辺の伸びる方向が高い精度で一致する向きに設定される。

こうして基板Ｍがチャック３１上に固定されると、アーム部４０と受け渡しチャック３０を除くユニット部分、即ち助走ステージ３３やチャック３１を含む本体部３２が基板Ｍを上部に保持したまま、図中矢印方向につまり基板Ｍが挟圧されている両辺以外の他の辺（左右両辺）に沿って移動する。そして、基板Ｍの縁部がアーム部４０の上片４１ａと下片４１ｂに間に形成される空間内に進入すると、基板縁部の塗布膜の除去を開始する。このときまでにアーム部４０は予め決定されている基板縁部からの塗布膜除去幅に合わせて進退機構４９によりその位置が設定される。

本実施の形態における塗布膜を除去する方法は、図１３の作用図に示すように、ノズル部４２（４２ａ、４２ｂ）の供給穴４８から溶剤を基板Ｍ表面の塗布膜１００を除去する箇所に供給して塗布膜１００を溶解し、溶解した塗布膜（液）と溶剤とを排気管５０から吸引排気して基板Ｍ表面から塗布膜１００を除去する。この場合、基板Ｍの進行方向前方側に位置する第１のノズル部４２ａは、主に塗布膜１００を溶解する役割を果たし、後方側に位置する第２のノズル部４２ｂは、主として溶解物を吹き飛ばす役割を果たす。

また、パージガス供給管５３から窒素ガスを基板Ｍ表面の塗布膜１００除去箇所の近傍位置に吹き付けて、溶剤及び溶解された塗布膜の排出を促進するようになっているとともに、この窒素ガスにより塗布膜除去後の基板Ｍの乾燥が促進され、これにより基板Ｍに溶剤を残すことなく排出できるために、基板Ｍに残される塗布膜１００の外縁部分を基板Ｍの縁部に沿うように均一な状態とすることが出来る。

このように、基板Ｍを前進させて後端がアーム部４０を通過すると、今度は基板Ｍを後退させ、同様にして処理を行い、例えば基板Ｍを２往復させることにより左右に対向する最初の２辺の縁部の塗布膜１００の除去が完了する。ノズル部４２のエアオペレートバルブ４７ａを閉じて溶剤の供給を停止するとともにパージガス供給管５３からの窒素ガスの供給をも停止し、エアシリンダにより助走ステージ３３を基板Ｍに対して後退させて助走ステージ３３、３３による挟圧状態を解除する。続いて塗布膜除去装置３の下方に位置していた受け渡しチャック３０が上昇してチャック３１上から基板Ｍを持ち上げる。次いで受け渡しチャック３０が鉛直軸回りに回動するように駆動部３０ｂを駆動させ、基板Ｍを９０度回動させる。これにより、基板縁部の塗布膜１００が除去されていない残り２辺が基板Ｍの進行方向を向くように位置するようになる。次いで受け渡しチャック３０を下降させてチャック３１上に基板Ｍを載置して、前述した方法により残り２辺の基板縁部の塗布膜１００を除去することで、基板Ｍの全ての縁部の塗布膜除去を完了するようになっている。

なお、基板Ｍが前進した後に折り返して後退する際には、基板Ｍが前進する場合と第１のノズル部４２ａと、第２のノズル部４２ｂの機能が入れ替わるようになっている。すなわち、第２のノズル部４２ｂでは、主に塗布膜１００を溶解する役割を果たし、第１のノズル部４２ａは、主として溶解物を吹き飛ばす役割を果たすようになる。

このように、塗布膜除去装置３が固定されて、基板Ｍを助走ステージ３３により挟圧して固定した状態で移動させて、除去装置に固定されているアーム部４０の近傍位置を基板Ｍが通過する際にノズル４２から溶剤を基板Ｍ表面に供給するとともに、パージガス供給管５３からパージガスを供給して塗布膜１００を除去し、排気管５０から吸引排出することで、アーム部４０内に設けられている排気管５０等の状態が常に一定となりこれにより排気が安定し、基板縁部における塗布膜１００の安定した除去を行うことが出来る。また、排気管４０や供給管４４などの配管に大きなテンションがかからないし、アーム部４０が固定されているために配管を短くできることで、排気管５０の口径を太くすることが出来、これにより迅速に塗布膜の除去を実施することが出来る。

そして、位置合わせ機構である助走ステージ３３により基板Ｍの両辺を挟圧してその向きを高い精度で所定の向きに合わせているので、基板Ｍの左右両辺の伸びる方向と進行方向とが高い精度で一致する。従って、基板Ｍの縁部における塗布膜１００の除去幅が一定になり、歩留まりの低下が抑えられる。基板Ｍがこの実施の形態のようにマスク基板である場合には、塗布膜の除去幅は１ｍｍ程度とかなり小さく、しかもその幅を高い精度で一定にすることが要求されていることから、本手法は極めて有効である。

また、基板Ｍの前後に左右両辺の延長上に同じ高さの助走ステージ３３が位置していることから、アーム部４０内に基板Ｍの角部が通過し始めたとき或いは通過し終えたときに、その前後に助走ステージ３３位置していることから、角部においても溶剤の吹き付け状態、パージガスの吹き付け状態及び排気状態は変わらないので、角部の塗布膜が外に膨らむといったことを防止でき、安定した処理が行える。

また前述した実施の形態では、基板縁部の塗布膜１００が除去される領域については基板の縁部から一定の幅で除去されるようになっているが、例えば図１４のように基板縁部２００の一部Ａにおける塗布膜１００の除去幅を変更して広くすることも可能である。

基板縁部２００の一部Ａにおける塗布膜１００の除去幅を変更する際の作用について図１５に基づき説明すると、まず、（ａ）は、除去幅の変更前の状態を示しており、一定の除去幅で基板Ｍ表面の塗布膜１００が除去されている。（ｂ）では、塗布膜１００の除去幅を変更して広くする位置に基板Ｍが移動してきた場合についてを示しており、まず、ノズル部４２の双方の間隔を狭める。ここでは、領域Ａにおける基板Ｍの辺に沿った長さが、当該領域Ａに到達するまでのノズル部４２ａ、４２ｂの相互離間間隔の半分以下の場合を想定しており、この場合、「発明が解決しようとする課題」の後段にて記述した如く、このままではノズル部４２ａ、４２ｂのいずれからも溶剤が供給されない領域が生じてしまう。そこで、ノズル部４２ａ、４２ｂの間隔を領域Ａの長さの半分以下になるまで狭めている。次いで、進退機構４９を動作させて、アーム部４０が基板Ｍの内側に進出して（ｃ）、広い除去幅での塗布膜の除去が開始される（ｄ）。次いで、広い除去幅での塗布膜の除去が終了する位置まで基板Ｍが移動してくると、塗布膜の除去幅を元の除去幅に戻すために、再び進退機構４９を動作させて、アーム部４０を基板Ｍの外方に退かせる（ｅ）。次いで、間隔が狭められたノズル部４２の間隔を元の間隔に戻して（ｆ）、再び元の塗布膜の除去幅で塗布膜を除去する（ｇ）。このように、アーム部４０を、進退機構４９により基板Ｍに対して進退出来るようにし、かつノズル部４２ａ、４２ｂの間隔を調整することで、一定の除去幅だけでなく必要に応じて除去幅を変更することが出来るようになり、製造される基板の種類・パターン等に応じた基板縁部の塗布膜を除去することが出来るようになる。

また、ノズル部４２ａ、４２ｂの離間間隔を変更できる構成とする代わりに、図１６に示すように、ノズル部４２ａにおけるエアオペレーションバルブ４７ａ及びサックバックバルブ４７ｂの組と、ノズル部４２ｂにおけるエアオペレーションバルブ４７ａ及びサックバックバルブ４７ｂの組とを制御部６０により独立に制御できるように構成しても良い。この場合、広い除去幅で塗布膜除去を行う際には、片方のノズル部４２のエアオペレートバルブ４７ａ及びサックバックバルブ４７ｂを閉じるように制御される。双方のノズル部４２ａ、４２ｂのうちどちらを使用するかについては、塗布膜除去幅が変更される位置により、適宜選択できるようになっている。なお、図１６の構成にノズル部４２ａ、４２ｂの間隔を調整できる先の実施の形態の構成を組み合わせてもよい。

本発明の実施の形態における半導体製造装置の概略図である。 本発明の実施の形態における半導体製造装置の概略図である。 本発明の実施の形態における塗布膜除去装置の一部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における基板のチャック上での固定状況を示す作用図である。 本発明の実施の形態におけるアーム部の一部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるアーム部の一部を示すＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施の形態におけるアーム部の背面側を示す斜視図である。 排気管により排気穴が露出しない様子を示す作用図である。 本発明の実施の形態におけるアーム部の略平面図である。 本発明の実施の形態における塗布膜除去装置に基板が載置される様子を示す側面図及び平面図である。 本発明の実施の形態における塗布膜除去装置に基板が載置された際の様子を示す側面図及び平面図である。 本発明の実施の形態における基板縁部の塗布膜を除去する様子を示す側面図及び平面図である。 本発明の実施の形態における基板縁部の塗布膜が除去される様子を示す作用図である。 ノズル部の間隔を変えて塗布膜の除去幅を変更した際の基板の平面図である。 ノズル部の間隔を変えて塗布膜の除去幅を変更した際のノズル部の動作を示す作用図である。 エアオペレートバルブの制御回路を示す回路図である。

符号の説明

３ 塗布膜除去装置
３０ 受け渡しチャック
３３ 助走ステージ
３７ スペーサ
４０ アーム部
４２ ノズル部
４４ 供給管
４７ 供給調節バルブ
５０ 排気管

Claims (10)

1. 塗布膜が形成された角型の基板の縁部に溶剤を吹き付けて当該縁部の不要な塗布膜を除去する塗布膜除去装置において、
   前記基板を水平に保持する基板保持部と、
   この基板保持部に保持された基板における互いに対向する両辺を挟圧して基板の向きを合わせる位置合わせ機構と、
   前記基板保持部及び位置合わせ機構を、当該位置合わせ機構により挟圧されている両辺以外の他の辺が伸びる方向に移動させる移動機構と、
   この移動機構によって基板が移動するときに、その位置が固定された状態で前記他の辺の縁部に溶剤を供給すると共にその溶剤及び溶解物を吸引して排出する塗布膜除去手段と、を備えたことを特徴とする塗布膜除去装置。
2. 位置合わせ機構は、前記基板の両辺に近接して夫々一辺が位置すると共に前記基板の他の辺の延長線上またはその外側に他の辺が位置し、当該基板と同じ高さ位置に設けられた助走ステージを備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布膜除去装置。
3. 塗布膜除去手段を基板に対して進退させる進退機構を更に備え、
   塗布膜除去手段は、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部と、これら第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部の離間間隔を調整する間隔調整機構と、を備え、たことを特徴とする請求項１または２記載の塗布膜除去装置。
4. 塗布膜除去手段は、第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部に夫々対応して設けられると共にこれら溶剤ノズル部に連動して互いの離間間隔が夫々調整される第１の吸引排出路及び第２の吸引排出路と、を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗布膜除去装置。
5. 塗布膜除去手段を基板に対して進退させる進退機構を更に備え、
   塗布膜除去手段は、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部と、第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部への溶剤の供給、停止を夫々行うための第１のバルブ及び第２のバルブと、これら第１のバルブ及び第２のバルブを独立して開閉するための制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の塗布膜除去装置。
6. 塗布膜が形成された角型の基板の縁部に溶剤を吹き付けて当該縁部の不要な塗布膜を除去する塗布膜除去方法において、
   前記基板を基板保持部に水平に保持する工程と、
   次いでこの基板保持部に保持された基板における互いに対向する両辺を位置合わせ機構により挟圧して基板の向きを合わせる工程と、
   その後前記基板保持部及び位置合わせ機構を、当該位置合わせ機構により挟圧されている両辺以外の他の辺が伸びる方向に移動させる工程と、
   この移動工程時に、その位置が固定された溶剤ノズル部から前記他の辺の縁部に溶剤を供給すると共にその溶剤及び溶解物を吸引して排出する工程と、を備えたことを特徴とする塗布膜除去方法。
7. 前記基板の向きを合わせる工程は、前記基板の両辺に近接して夫々一辺が位置すると共に前記基板の他の辺の延長線上またはその外側に他の辺が位置し、当該基板と同じ高さに設けられた助走ステージによって基板の両辺を挟圧する工程を含み、
   溶剤供給部から前記基板の他の辺の縁部に溶剤を供給する工程は、助走ステージと基板の縁部との間で連続して溶剤を供給する工程を含むことを特徴とする請求項６記載の塗布膜除去方法。
8. 溶剤供給部から前記他の辺の縁部に溶剤を供給する工程は、基板を移動させながら、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部から溶剤を供給する工程と、基板が予め設定された位置に達したときに第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部による溶剤の吹き付け位置を基板の内側に寄せると共に第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部の離間間隔を狭める工程と、次いで基板を移動させながら第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部から溶剤を供給する工程と、を含むことを特徴とする請求項６または７記載の塗布膜除去方法。
9. 第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部の離間間隔が調整されるときに、これら溶剤ノズル部に夫々対応して設けられた第１の吸引排出路及び第２の吸引排出路の離間間隔を対応して調整することを特徴とする請求項８記載の塗布膜除去方法。
10. 溶剤供給部から前記他の辺の縁部に溶剤を供給する工程は、基板を移動させながら、基板の進行方向に沿って互いに離間して設けられた第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部から溶剤を供給する工程と、基板が予め設定された位置に達したときに第１の溶剤ノズル部及び第２の溶剤ノズル部の少なくとも一方の溶剤供給を停止すると共に溶剤の吹き付け位置を基板の内側に寄せる工程と、次いで一方の溶剤ノズル部から溶剤を供給しながら基板を移動させる工程と、を含むことを特徴とする請求項６または７記載の塗布膜除去方法。

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